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Sunday, January 29, 2017



What, if we could generate in animals,  human  replacement  organs ?. To this end: Jun Wu and Juan Carlos Izpisua Belmonte injected stem cells obtained from the skin of a human to an early embryo of pig in order to grow human stem cells in these embryos in order to develop human organs in pigs to be transplanted to humans, without risk of immune rejection. A method which first requires  to generate chimeras (2 different genomes/mosaics or mixtures of human and pig cells). Almost simultaneously: Tomoyuki Yamaguchi and Hideyuki Sato (University of Tokyo) and Hiromitsu Nakauchi (U. of Stanford), inserted pancreatic glands (composed of mouse cells), grown in a rat, which helped reverse induced diabetes, in mice. By the way, a procedure not without risks, such as  to create humanized animals. If human stem cells are incorporated into the brain of a pig, it could acquire human qualities or be part of its reproductive organs. In 2013, Dr. Steven Goldman injected a special type of human brain cells into mice, favoring the learning of these animal. As a result, bans on these procedures emerged. The NIH (American National Health Institutes),  requires that human stem cells to be injected into animal embryos be previously examined by a committee of experts. It is difficult to convert human stem cells into replacement organs  treating them with chemicals inside glass tubes, in order to create   brains, hearts, lungs and others, instead  with live embryos. Now, it is possible to create mouse chimeras  injecting even iPS cells (induced stem cells) into rat embryos. In order  to produce specific organs,  Izpisua Belmonte  and Dr. Nakauchi direct  donation of human stem cells to generate specific organs in recipient species. To do this, Nakauchi disconnects the master gene that generates pancreas in rats, so that when mouse stem cells are injected into the early embryo of a rat, a pancreas is created consisting exclusively of rat cells, rather than cell mixtures (rat-mouse) ; a procedure that also prevents cells from being incorporated into the brain or reproductive tissue. 10% of mouse pancreas, generated in rats, are composed of rat cells because rats supply blood vessels to the organs, but  blood vessels of the rat are rapidly replaced when the organs already formed are transferred to the mice . In the near future, it is expected that  genomic editing technique: Crispr-Cas will allow human cells inserted into a pig embryo to be correctly channeled into organs of interest.


Y  que, si  pudiesemos  generar en animales, organos humanos de reemplazo?. A este fin: Jun Wu y  Juan Carlos Izpisua Belmonte  inyectaron  celulas madre  obtenidas de la piel de un humano,  a un temprano embrion  de cerdo  a fin  de   hacer  crecer celulas madre humanas en estos embriones para     desarrollar  organos humanos en cerdos, a  ser   transplantados a humanos, sin   riesgo de rechazo inmune. Un   procedimiento  que requiere   generar primero  quimeras (2 genomas diferentes/mosaicos o mezclas de  celulas humanas y de cerdo). Casi simultaneamente :  Tomoyuki Yamaguchi y  Hideyuki Sato (Universidad de Tokio)  y  Hiromitsu Nakauchi (U. de  Stanford), insertaron  glandulas pancreaticas (compuestas  por   celulas de raton), hechas crecer   en una rata, que ayudaron a revertir  diabetes inducidas, en  ratones. Por cierto, un  procedimiento no exento de riesgos  :  crear animales humanizados. Si las celulas madre humanas se   incorporan al cerebro de un cerdo este podria adquirir cualidades humanas o, formar parte de sus   organos  reproductivos.   El 2013, el Dr. Steven Goldman inyecto  un tipo  especial  de  celulas cerebrales humanas a ratones,  favoreciendo  el aprendizaje del animal. Ante ello, emergieron    prohibiciones para estos procedimientos.  El  NIH (National Health Institutes), americano exige que las células madre humanas a ser inyectadas en  embriones animales sean examinadas previamente por un comité de expertos.   Es dificil  convertir celulas madre humanas en  organos de reemplazo  tratandolas con sustancias quimicas al interior de tubos de vidrio, en vez de construir cerebros, corazones, pulmones y otros con  embriones vivos. Ahora, es posible  crear  quimeras de  raton  inyectando  incluso celulas  iPS (celulas madre inducidas),  a embriones de rata. De otro lado, se  trabaja intensamente para producir   organos especificos.    Izpisua Belmonte’s y el  Dr. Nakauchi  dirigen la donacion de celulas humanas para generar organos especificos en especies recipientes. Para ello,  Nakauchi  desconecta el gene maestro  que  genera   pancreas en ratas,  de modo que cuando las celulas madre del raton son inyectadas al  embrion temprano de una rata, se crea   un pancreas conformado  exclusivamente por  celulas de rata,  en lugar de  de  mezclas de celulas  : rata-raton ; un  procedimiento que   impide  tambien que las celulas sean incorporadas al cerebro o al   tejido reproductivo. del formulario

El 10% de pancreas de ratones,  generados en ratas  estan compuestos de celulas de rata,  porque las ratas suministran  los vasos sanguineos para los organos, pero   los vasos sanguineos de la rata son reemplazados rapidamente  cuando los organos ya formados, son transferidos a los ratones.   En el futuro cercano, se espera que  la tecnica de edicion genomica :  Crispr-Cas   permita que las celulas humanas insertadas en un   embrion de cerdo  sean  correctamente  canalizadas hacia  organos de interés. 

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Tuesday, January 24, 2017



The rejection of  spontaneous life’s generation  theory,  would impel to Aleksandr Oparin (1924), to raise a hypothesis about the  origin of  life. According to him, lightning  provoked chemical reactions between amino acids and abiotic organic molecules, forming colloids (in oceans and stagnant primitive waters), held together by electrostatic forces that would evolve to protocells (liquid drops, without membranes, containing abiotic molecules and thereafter  nucleic acids), prone to autosynthesis, theory endorsed later by the experiments of Stanley Miller (1953). Now David Zwicker (Zwicker, D., Seyboldt, R., Weber, CA, Hyman, AA & Jülicher, F. Nat. Phys. Http:// 2016) and collaborators (Max Planck Institute), strive to understand and replicate the formation of first protocells (chemically active microdrops: absorbing and expelling chemicals), tending to make them spontaneously self-breeding and self-dividing, a phenomenon that would create the most primitive cells. The next step for these protocells would be to self-supply a membrane of fatty acids to keep captured the chemicals of life. It is here that experiments carried out by Zwicker and his students come on the scene, studying certain special organelles resembling microdrops (centrosomes), engaged in the division of animal cells. Centrosomes are chemically active systems responsible for continuously exchanging proteins between the liquid environment and  cellular cytoplasm. Zwicker identified proteins in state A, which dissolve in the liquid environment and others in an insoluble state (B). Sometimes state B, spontaneously becomes state A, flowing out of  microdroplets. The opposite: that a protein in state A, transformed into state B, requires a source of energy. As long as there is energy,  molecules will flow in and out of an active microdroplets. In the primordial earth sunlight was that energy. When an active drop reached a certain volume the effluvia were counterbalanced to one another to stop growing and to have reached stable states. Instabilities of the form of the microdrops were due to an excess of molecules B, which  when  ingested  by a certain area of ​​the surface, accelerated the growth of the microdrolplets  as more molecules entered. Under these circumstances, the droplet  was elongated and its center was pinched   (because it had less surface area), giving rise to a pair of microdrops that grew to the characteristic size of its progenitor. When Zwicker saw the equations and divisions mentioned above, he realized they were protocells. Zwicker now works with Dora Tang (Biology Laboratory, Max Planck Institute), to observe the division of active microdrops. Tang's laboratory now synthesizes artificial cells made of polymers, lipids and proteins. According to Tang when the droplets begin to divide, they will transfer genetic information: proteins encoding RNA or DNA, provided in equal parts to  daughter cells. And, if the genetic material increases the rate of cell division,  protocells will acquire membranes.


El rechazo de la teoría de la generación espontánea impulsaría a Aleksandr Oparin  (1924),  a plantear una  hipótesis sobre el origen de la vida. Según el:   relámpagos y rayos provocaron  reacciones químicas entre  aminoácidos  y moléculas orgánicas abióticas, formando  coloides (en océanos y aguas primitivas estancadas), mantenidos unidos por fuerzas electrostáticas que evolucionarían a  protocelulas (gotas liquidas, sin membranas,  conteniendo moléculas abióticas y después ácidos nucleicos),   propensas  a la autosíntesis,   teoría refrendada más tarde   por los experimentos de Stanley Miller (1953). Ahora  David Zwicker (Zwicker, D., Seyboldt, R., Weber, C. A., Hyman, A. A. & Jülicher, F. Nat. Phys. :2016) y colaboradores (Max Planck Institute), se empeñan  en entender y replicar  la  formación de las primeras protocelulas (microgotas  químicamente activas: que absorbían y  expelían sustancias químicas), tendientes a hacerlas autocrecer y a autodividirse espontáneamente, fenómeno que crearía las    células más primitivas.  El siguiente paso para estas protocelulas,  seria auto-proveerse de  una membrana de acidos grasos para mantener capturadas las sustancias  químicas de la vida.  Es aquí donde los experimentos llevados a cabo por    Zwicker y sus estudiantes entran en escena,  estudiando  ciertas  organelas especiales semejantes  a microgotas (centrosomas), comprometidas en la división de  células animales. Los centrosomas  son sistemas químicamente activos encargados    de intercambiar  continuamente proteínas entre el medioambiente líquido y el citoplasma celular. Zwicker identifico  proteínas en  estado A, que se disuelven en el medio ambiente líquido y otras en estado insoluble (estado B). A veces el estado  B, se convierte  espontáneamente en estado  A,  fluyendo  fuera de la microgota. Lo contrario: que una proteína en estado A, se transforme en estado B, requiere una fuente de energía.  Mientras exista energía las moléculas fluirán  hacia dentro y hacia afuera de una microgota activa. En la tierra primordial la luz solar era esa energía.  Cuando una gota activa alcanzaba cierto volumen los influjos y eflujos se contrabalanceaban una a otra para dejar de crecer y  por haber alcanzado  estados estables. Las inestabilidades de la forma de las microgotas se debían a un exceso  de moléculas B, que ingesaban  a la microgota por cierta  área    de la superficie,  acelerándose  el crecimiento de la microgota a medida que más moléculas  ingresaban.  En estas circunstancias,  la gota se elongaba y  se perforaba su  centro (por tener menos área de superficie), originando un par de microgotas que crecían al tamaño característico de su progenitora. Cuando  Zwicker vio las ecuaciones y las divisiones mencionadas, se dio cuenta que eran protocelulas. Zwicker  trabaja ahora con   Dora Tang (Biology Laboratory,  Max Planck Institute), para   observar la división de  microgotas activas.  El laboratorio de Tang sintetiza   ahora células artificiales hechas de polímeros,  lípidos y  proteínas. Según Tang cuando las  gotas empiecen a dividirse  transferirán información genética: proteínas codificadoras de RNA o DNA, proveídas en   partes iguales a las   células hijas. Y,  si el  material genético incrementa la tasa de división celular, las protocelulas adquirirán membranas.  

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Friday, December 23, 2016



Contrary to what the common mortal believes, we do not see with the eyes (these are only intermediaries), but with a certain area of ​​the brain. In the practice 10 people almost blind have begun to see flashes of light, black and white outlines of people standing still and others in motion, this being only the beginning of a novel visual technique. Although the visual perception of flashes of light is instantaneous, it takes some time to interpret these white-dark patterns or in what direction people move. After this, the majority of ex-blind people declare not to feel more alone, conceptuating this technique as of better quality than  genetic or stem cells therapies. It is the 2-Sight Argus® II Retinal Prosthesis System (Argus II/bionic eye), a new techno treatment for severe cases of retinitis pigmentosa and age-related macular degeneration,  the most common causes of blindness. Argus II consists of: 1) a mini-video camera, mounted on: 2) a pair of glasses. Scenes captured by the mini-video camera are sent to: 3) a small computer (video processing unit), located on the outside of the waist, where they are processed and transformed into instructions re-sent to the glasses, via cable, from where they are transmitted wirelessly to: 4) an antenna connected to: 5) receiver  electrode of a chip implanted in the retina (the more pixels of the scene are received by the chip, the better the visual image). 6) From this chip, the signals are re-sent to: 7) an array electrode which emits  small pulses of electricity, which bypass  damaged photoreceptors and stimulate retinal remnant cells transmitting visual information to the brain -along the optic nerve-  creating the perception of light patterns. The first retinal implants were performed at Manchester Royal Eye Hospital (London), at a total cost of € 150,000, per operation.


Contrariamente a lo que el común de los mortales  cree, no vemos con los ojos (estos son solo intermediarios), sino con cierta área cerebral. En la practica 10  personas casi ciegas  han empezado  a ver   flashes de luz, contornos  en blanco y negro de   personas paradas y otras  en movimiento, siendo esto solo     el principio de una novedosa técnica visual. Aunque la percepción visual de  los  destellos  de  luz  es  instantánea,  tarda algo interpretar  estos claro-oscuros  o,  en qué  dirección se mueven las personas.  Tras ello,    la mayoría  de ex-ciegos  declaran no sentirse más  solos,  conceptuando  a esta   técnica como de mejor calidad que las terapias  genéticas o con  células madre. Se trata del 2-Sight Argus® II Retinal Prosthesis System (Argus II/ojo bionico), un tratamiento de momento circunscrito  a casos severos de  retinitis pigmentosa  y degeneración macular relacionada a la edad,  las causas más comunes de  ceguera. El Argus II,   consta de:1)  una mini-cámara de video, montada sobre: 2) un par de anteojos. Las escenas captadas por la mini-cámara de video son enviadas a: 3) un pequeño  computador  (unidad procesadora del video), ubicada en la parte exterior de la  cintura, donde se procesan y transforman  en instrucciones  re-enviadas a los anteojos, vía cable, de donde son trasmitidas en forma inalámbrica a: 4) una antena conectada al: 5)  electrodo receptor de un chip implantado en la retina (cuanto mas pixeles de la escena sean  recepcionadas por el chip, mejor será la imagen visual). 6) Desde este chip, las señales  son re-reenviadas  a :7) un electrodo emisor,  de  pequeños pulsos de electricidad, que bypasean  los fotoreceptores dañados y estimulan a  células remanentes retinianas  trasmisoras  de  información visual al cerebro -a lo largo del nervio óptico -creando la percepción de  patrones de luz-.  Los primeros implantes retinianos se llevaron a cabo en el Manchester Royal Eye Hospital (Londres), a  un costo total de :150,000,  por operación.  

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Tuesday, December 20, 2016



Normal human embryonic development had a tenet :unidirectional progression/fertilized ovule → adult organism and that during embryogenesis there was an orchestrated process of differentiation tending to generate all  cell types of an adult organism, in a stable environment with minimum cell  and molecular damage. And that,  progressive aging led to a decline in responsible  mechanisms  for adequate cellular health, resulting in a body  inability to maintain normal homeostasis. A concept that begins to change rapidly thanks to a better understanding of aging process. The recent experimental demonstration that mature (differentiated) cells of a living organism can be reprogrammed in vitro and in vivo producing pluripotent cells resembling embryonic stem cells, demonstrates that the process is bidirectional, rather than unidirectional. This was demonstrated by works by Juan Carlos Izpisúa Belmonte et al (In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming, Salk Institute for Biological Studies, San Diego, California). The in vivo reprogramming performed by these researchers in older  mice has revealed a reorganization of DNA methylation and modifications in chromatin, histones and post-translational effects (global epigenetic changes/deregulated remodeling during aging). Similarly, cell reprogramming performed in centenarians and in affects of Progeria Syndrome (premature aging), has allowed to observe elongations of its telomere, rejuvenation of its genetic expression profiles and attenuation of its levels of oxidative stress, generating rejuvenated cells. Surprise : all  program of the gerontologist Aubrey de Gray. Although sometimes the cell reprogramming process performed in mice in vivo, exposed  to  short term (partial reprogramming),  Yamanaka factors (genes: Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc: OSKM), generates teratomas, most times (decreasing the dose of some inducing agents such as doxycycline), it is possible to extend the  life-span of mice  improving  their metabolic diseases, pancreatic and muscular injuries, confirming that aging is the most risk factor for acquiring most diseases. Partial reprogramming rejuvenates cellular phenotypes in human and mouse cells. Another finding of Izpisúa and collaborators is to have determined that  chromosomes carry epigenetic marks, that contribute to maintain tightly united the strands of the DNA and therefore, the activity of the genes. As we age this activity is weakened. As epigenetic modifications are not permanent, it is possible to reprogram adult cells into stem cells, rejuvenating epigenetic marks, slowing the aging process. During aging, there is evidence of damaged DNA accumulation, telomere shortening, cellular senescence, and defects in the nuclear envelope architecture associated to  a unique and universal epigenetic program. A thorough analysis of cellular reprogramming should provide us with a better understanding of the molecular and cellular mechanisms underlying aging  reducing age-related diseases and  improving health and longevity.


El desarrollo  embrionario humano normal, tenía un dogma de progresión unidireccional : ovulo  fertilizado → organismo adulto y, que durante la embriogénesis se producía un orquestado  proceso de diferenciación tendiente a generar   todos los tipos celulares   de un organismo adulto, en un medio ambiente estable  con mínimo daño celular y molecular. Y, que el  envejecimiento  progresivo conducía a un declive  de los mecanismos responsables de una adecuada salud celular, dando como resultado una incapacidad  del organismo para mantener la homeostasis. Un concepto que empieza a cambiar rápidamente gracias a una mejor comprensión del proceso de envejecimiento. La reciente demostración experimental de que las células maduras (diferenciadas), de un organismo vivo pueden ser reprogramadas in vitro e in vivo produciendo   células pluripotentes semejantes a células madre embrionarias, demuestra que el proceso es bidireccional, más que  unidireccional. Así, lo demuestran trabajos realizados por Juan Carlos Izpisúa Belmonte  et al (In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming. Salk Institute for Biological Studies, San Diego, California). La reprogramación in vivo realizada por estos investigadores en ratones gerontes, ha puesto en evidencia una reorganización de la metilación del DNA y modificaciones de la cromatina, de las histonas y efectos post-translacionales (remodelación epigenetica global/desreguladas durante  el envejecimiento). Del mismo modo,  la  reprogramación celular realizada en centenarios y en afectos del Síndrome de  Progeria (envejecimiento prematuro), ha permitido observar elongamientos de sus telomeros, rejuvenecimiento de sus perfiles de expresión genética y atenuación de sus niveles de estrés oxidativo,   generando células rejuvenecidas. Todo el programa del gerontólogo  Aubrey de Grey, quien lo creyera.  Aunque algunas veces, la reprogramación celular  realizada en ratones  in vivo, expuestos  a corto plazo (reprogramación parcial), a los factores de Yamanaka (genes :Oct4,Sox2, Klf4 y  c-Myc :OSKM),  genera  teratomas, la mayoría de veces (disminuyendo la dosis de  algunos agentes inductores como la doxiclina), se logra extender la  vida media de los ratones aliviando sus   enfermedades metabólicas, injurias pancreáticas y musculares, confirmándose que el envejecimiento es el factor de mayor  riesgo para adquirir la  mayoria de enfermedades. La reprogramación parcial,  rejuvenece los fenotipos celulares en  células humanas y de ratones. Otro hallazgo de Izpisúa y colaboradores es haber determinado que los   cromosomas portan  marcas epigeneticas, que contribuyen a  mantener   fuertemente unidas las hebras del DNA y por ende, la  actividad de los genes. A medida que envejecemos esta actividad se debilita  Como las modificaciones epigeneticas no son permanentes,  es posible reprogramar las células adultas en células madre,  rejuveneciendo las marcas epigeneticas, enlenteciendo el proceso de envejecimiento. Durante el envejecimiento se ponen en evidencia: acumulación de DNA dañado, acortamiento del telomero,  senescencia celular, y  defectos de la arquitectura de la cubierta nuclear  asociadas a un programa  único y universal epigenetico.  Un análisis prolijo de la  re programación celular nos debe proporcionar   una mejor  comprension de los mecanismos moleculares y celulares subyacentes al envejecimiento disminuyendo las enfermedades relacionadas con la vejez mejorando la salud y  longevidad.

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Sunday, December 11, 2016



Fuente Foto:La  Nación, Bs Aires

Faced with the obvious difficulties to know personally the Argentinian CONICET (National Council of Scientific and Technical Research of Argentina), we opted for an abstraction of the operation of this Institution based on the critical analysis of an article published by one of its members. I) In a study on the regulation of glioblastoma (brain tumor), led by the biologist Carolina Pérez Castro, we observed that specifically for this research they  worked in collaboration with several national institutions, mostly settled in Buenos Aires, specifically with the IBioBA- Conicet (Institute of Research in Biomedicine of Buenos Aires), FLENI (Foundation for the fight against neurological diseases of childhood, LIAN Laboratory of Research applied to Neurosciences, Laboratory of Molecular Biology, Department of Neuropathology and Molecular Biology (FLENI), Laboratory of Histopathology, Forensic Medical Corps, Supreme Court of Justice, Buenos Aires and other dependencies of Conicet. II) Internationally,  they work as a Partner with the powerful Research Institute: MPSP Max Planck Society of Germany, Linda Crnic Institute for Down Syndrome, Department of Pharmacology, University of Colorado School of Medicine, Aurora, Colorado and the Multigenic Analysis Service, Central Research Unit, Faculty of Medicine, University of Valencia, Spain. III) The research  addresses a current issue, onthe same frontier of neurosciences: mechanisms of origin, properties of self-perpetuation (resembling embryonic stem cells) and growth of glioblastoma, a very aggressive brain tumor. The study underscores the importance of  NSL Chromatin-Modifying Complex Subunit KANSL2  that  regulates Cancer Stem-like Properties of Glioblastoma, being  responsible for regulating the carcinogenic properties (similar to embryonic stem cells), of glioblastoma: self-perpetuation, resistance to therapy and relapse  and  or differentiation.  KANSL2 complex is capable of silencing glioblastoma cells in mouse models. On the other hand, there is a correlation between the levels of KANSL2 and  self-perpetuating activity of glioblastoma, suggesting that the KANSL2 complex would be an excellent candidate as a biomarker of glioblastoma. IV) Thanks to the conception of the study and  multi-institutional support, the paper  was published in the prestigious journal Cancer Research (2016; 76 (18);5383-94).


Frente a las dificultades obvias para  conocer  personalmente el funcionamiento del CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas), de Argentina,  optamos por   realizar una abstracción del funcionamiento de esta Institución a partir del   análisis crítico  de un artículo  publicado por uno de sus integrantes. I)  En un trabajo en torno  a  la regulación del glioblastoma (tumor cerebral),  liderado por la bióloga Carolina Pérez Castro, observamos que específicamente para esta investigación trabajaron en  colaboración con varias instituciones nacionales, mayormente asentadas en Buenos Aires, específicamente con  el  IBioBA-Conicet (Instituto de Investigación en Biomedicina de Bs Aires), la FLENI (Fundación para la lucha  contra las enfermedades neurológicas de la infancia, el LIAN Laboratorio de Investigación aplicada a Neurociencias,  el Laboratorio de Biología Molecular, Departamento de Neuropatología y Biología Molecular (FLENI), Laboratorio de Histopatología, Cuerpo Médico Forense, Tribunal Supremo de Justicia, Buenos Aires  y otras dependencias del Conicet. II) A nivel internacional trabajan en calidad de Partner  con el poderoso Instituto de Investigación :MPSP (Max Planck Society de Alemania, el  Linda Crnic Institute for Down Syndrome, Department of Pharmacology, University of Colorado School of Medicine, Aurora, Colorado y el Servicio de  Análisis Multigénico, Unidad Central de Investigación, Facultad de Medicina, Universidad de Valencia, España. III) El trabajo de investigación, aborda un tema  de   actualidad, en la misma frontera de las neurociencias:  mecanismos de origen,  propiedades  de autoperpetuacion, semejantes a células madre embrionarias y  crecimiento  del  glioblastoma, un tumor cerebral muy agresivo. El estudio resalta  la importancia de la  subunidad  integral KANSL2  del complejo  no especifico letal (NSL), modificatorio   cromatinico, encargada de   regular  las propiedades cancerígenas (similares a  células madre embrionarias), del glioblastoma :  auto-perpetuación, resistencia a la terapia y recaída de la enfermedad y/o diferenciación. El complejo   KANSL2 es capaz de silenciar a las células del glioblastoma  en modelos de ratones. De otro lado existe correlacion entre los niveles del KANSL2 y la actividad de autoperpetuacion del glioblastoma  sugiriendo que el  complejo KANSL2, sería un excelente   candidato  como  biomarcador del glioblastoma.IV) Merced  a la concepción del estudio y el soporte multiinstitucional   participante,  el artículo fue  finalmente publicado en la prestigiosa revista Cancer Research (2016; 76 (18); 5383-94).

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Monday, November 28, 2016


The application of a previous discovery (S. Yamanaka/2012/Nobel Prize in Medicine: in vitro reprogramming of mature cells into induced stem cells: iPS, by the addition of 4 genes), performed this time in mice, by the spanish researcher Manuel Serrano (National Cancer Research Institute/Madrid), approaches this type of reprogramming to the point where will be possible the self-regeneration of an arm, a leg, a new kidney or directly transform in vivo digestive pancreatic cells into insulin-producing cells, in diabetics. The work of Serrano has allowed us to observe certain novelties: 1) In vivo reprogramming of adult to embryonic cells confirms the existence of totipotential stem cells (more undifferentiated, with presence of placental cells, yolk sac, early hematopoiesis and bone remains), than those obtained by in vitro techniques (without placental cells being  better defined as pluripotential because they are  somewhat more differentiated  than totipotential). 2) Differences that will allow a better understanding of the regulatory molecular signals of cellular reprogramming and the differences between pluripotency and totipotency. Serrano's work leads us to think that ES and iPS cells are slightly more differentiated than totipotentials, which are expected to be more similar to certain undifferentiated, self-reprogrammed cells in vivo contained in amphibian called blastemas that allow the self-generation of its members.

La aplicación de un  descubrimiento previo (S. Yamanaka/2012/Premio Nobel de Medicina :reprogramación in vitro, de células maduras en  células madre inducidas :iPS, mediante la adición de 4 genes),  realizado esta vez  en ratones in vivo,  por el  español Manuel Serrano (Instituto Nacional de Investigación del Cáncer/Madrid), acerca este tipo de  reprogramación al punto en que será posible  auto-regenerar  un brazo, una pierna, un nuevo riñón o transformar  directamente in vivo  células pancreáticas digestivas  en células productoras de insulina en diabéticos. El trabajo de Serrano ha permitido observar ciertas novedades, a saber : 1) La reprogramación in vivo de células adultas a embrionarias confirma   la existencia de células madre totipotenciales (mas indiferenciadas, con presencia de células placentarias, saco vitelino, hematopoyesis temprana y restos óseos), que  las obtenidas por técnicas  in vitro (sin  células placentarias de por medio,  mejor definidas como pluripotenciales,   algo mas diferenciadas que las totipotenciales). 2) Diferencias que  permitirán  comprender mejor las  señales moleculares regulatorias de la reprogramación celular y las diferencias entre  pluripotencia y totipotencia. El trabajo de Serrano, induce a pensar que las células  ES e iPS son ligeramente más diferenciadas que las totipotenciales, de las que se espera se semejen más a ciertas  células indiferenciadas, auto-reprogramadas in vivo  contenidas en  blastemas de  anfibios que permiten la autoregeneracion de sus  miembros.

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Tuesday, November 08, 2016



A theoretical analysis of the results of behavioral experiments performed in rats (Sechzer JA, Lieberman KW, Alexander GJ, Weidman D and Stokes PE. BiolPsychiatry, 1986; 21 (13): 1258-66), by Matthew Fisher, a theoretical physicist of the University of California, USA, has begun to generate controversy and capture the attention of  international scientific community. If subsequent experiments, to be performed by Fisher and collaborators achieve similar results to those of Sechzer JA, then Fisher could be the next winner of the Nobel Prize in Medicine for opening a new branch of medicine, inductive in turn of a second wave of biological psychiatry. A saga that seems to have been reactivated in 1986, when Fisher devastated by the effects of  a major depression that he suffered decided to follow the track to his own illness. What better then to investigate the mechanisms and behavioral effects of a simple antidepressant: Lithium. Fisher would spend a long time analyzing in depth the effects of 2 isotopes of lithium, chemical entities only different in the number of their nuclear neutrons. The experiment performed by Sechzer JA et al. consisted of administering salts of  2 stable, non-radioactive isotopes of lithium: Li-6 and Li-7 to 3-month-old rats: before, during gestation and during lactation. Li-6- puerperal rats were more affectionate, more cared for, and more frequently breastfed her offspring, while Li-6 and control mothers ignored their offspring and nursed them infrequently. For Fisher these behavioral differences lie in the nuclear spin of each isotope of Lithium, a quantum property that affects the time an atom can remain in entanglement quantum state, isolated from its environment. The smaller the spin of an atom, the lower the interaction of the nucleus with the electric and magnetic fields, having a  quantum decoherence (passage from a quantum entanglement  state  to a classical physical state), slower. By having the Li-6 and Li-7 different numbers of neutrons have different spins. Therefore, Li-7 exhibits too fast decoherence,  for quantum cognition purposes, while Li-6 remains entangled longer, thereby having different behavioral effects.

Hypothesis that suggests a role for quantum mechanisms  in the cognitive process. Fisher believes that the storage of brain quantum information is mediated by phosphorus atoms, which have a half-spin  -a low number- that would make possible long periods of coherence, capable of being further prolonged, if bound to calcium. Fisher thinks Posner molecules (Ca + P) could play the role of a natural brain qbit. After long reflections Fisher (Annals of Physics), thinks that the quantum cellular process begins with a pyrophosphate (2 phosphates released from an ATP). The interaction between the spins of these 2 phosphates causes them to become entangled and can be paired in 4 forms: 3 configurations (triplet/weakly entangled state), which are added to the total spin of one, and a fourth possibility: singlet (maximum entanglement) , capable of producing a zero spin, crucial for quantum computation. Enzymes break   entangled phosphates in 2 free phosphate ions, which remain entangled  even when separated (fast process in singlet state), being able to combine with calcium ions and oxygen becoming  Posner molecules. Neither calcium nor O atoms have nuclear spin to preserve the one-half  total: crucial spin to maintain long periods of coherence, thus protecting the entangled pairs of external interference, maintaining  its consistency for hours, days, weeks, distributed in  long brain distances, influencing the liberation of neurotransmitters and activating neuronal synapses.


Un análisis teórico de los resultados de experimentos conductuales realizados en ratas (Sechzer JALieberman KWAlexander GJWeidman DStokes PE Biol Psychiatry. 1986;21(13):1258-66), realizado   por  Matthew Fisher, un físico teórico de la Universidad de California, USA, ha empezado a generar  controversia y captar  la atención de la comunidad científica mundial. Si los  experimentos subsiguientes, a ser realizados por Fisher y colaboradores logran  resultados similares a los de  Sechzer JA, entonces Fisher,  podría ser  el próximo  ganador del Premio Nobel de Medicina por   aperturar una nueva rama de la medicina inductora a su vez  de  una segunda gran ola de psiquiatría biológica. Una  saga que parece haberse reactivado   en  1986, cuando Fisher devastado por los efectos de la depresión mayor que padecía  decidió  seguirle  la pista  a  su propia enfermedad. Que mejor  entonces que investigar  los  mecanismos y efectos conductuales de un   antidepresivo simple: el Litio. Fisher pasaría  largo tiempo analizando  de profundis los efectos de 2 isotopos del litio, entes químicos tan solo diferentes en el número de sus neutrones nucleares.  El experimento de Sechzer JA et al, había consistido  en administrar sales de  2 isotopos  estables, no radioactivos de litio: Li-6 y Li-7 a ratas de  3 meses de edad: antes, durante la gestación y durante  la lactancia. Las ratas puérperas  que recibieron  Li-6,  mostraron más afecto, prodigaron más cuidados y amamantaron más frecuentemente a  sus crías, mientras que las que recibieron  Li-7 y las madres controles ignoraron a sus crías y las cuidaron  infrecuentemente. Para Fisher estas diferencias conductuales  radican en el spin nuclear de cada isotopo de Litio,  una propiedad cuántica que afecta al tiempo que un átomo pueda permanecer en estado cuántico entrelazado aislado de su medio ambiente. Cuanto menor es el spin de un átomo,  menor será la interacción del  núcleo con los campos eléctrico y magnético, siendo su decoherencia cuántica  (paso de un estado cuántico entrelazado a un  estado físico clásico),  más lenta. Al tener  el Li-6 y el Li-7 diferente números de neutrones tienen diferentes spins. Por  ello, el Li-7 exhibe una decoherencia,  demasiado   rápida para  propósitos de cognición cuántica,     mientras que el Li-6 permanece  entrelazado  más tiempo, teniendo por ello  diferentes efectos   conductuales.

Hipótesis que sugiere un rol  para los procesos cuánticos en el proceso cognitivo. Fisher  cree que  el almacenamiento de la   información cuántica cerebral es mediada por    átomos de Fosforo, que tienen un spin de una mitad -un numero bajo- que haría  posible tiempos prolongados de coherencia, capaces de ser prolongados  aún más,   si se unen al calcio. Fisher piensa que las moléculas de Posner (Ca +P), podrían hacer el papel de un qbit natural  cerebral.  Tras largas reflexiones Fisher (Annals of Physics), piensa que el proceso celular cuántico se inicia con un  pirofosfato (2 fosfatos liberados de un ATP). La interacción entre los spins de estos  2 fosfatos hace que devengan en  entrelazados, pudiendo aparearse en 4 formas: 3  configuraciones (estado triple/débilmente entrelazado), que se añaden al spin total de uno, y una cuarta posibilidad: singlet (entrelazamiento máximo), capaz de producir un spin zero,   crucial para la computación  cuántica. Las enzimas rompen los fosfatos  entrelazados en 2 iones fosfatos libres,  que continúan permaneciendo  entrelazados  aun cuando estén  separados (proceso veloz  en estado de   singlet), pudiendo combinarse con iones de calcio y oxigeno deviniendo en   moléculas de Posner. Ni el  calcio   ni  los  átomos de O tienen spin nuclear  para preservar el  one-half total:  spin crucial para mantener largos periodos de  coherencia, protegiendo de este modo a los pares  entrelazados   de la  interferencia externa, manteniéndose  la  coherencia  por horas, días, semanas, distribuyéndose por largas  distancias  cerebrales, influenciando la liberación de  neurotransmisores y activando las  sinapsis neuronales.

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